第六章晶體三極管及其放大電路

1、第6章 晶體三極管及其放大電路第6章 晶體三極管及其放大電路6.1 晶體三極管 6.2 放大電路的組成和工作原理 6.3 放大電路的分析 6.4 放大電路的三種接法 6.5 電流源電路 6.6 功率放大電路 6.1 晶體三極管幾種常見晶體管的外形 1.晶體管的結構小功率管中功率管大功率管晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結。面積大面積大發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子基區(qū)：傳送和控制載流子6.1 晶體三極管2.晶體管的類型與符號 箭頭表示發(fā)射結加正向偏壓時，發(fā)箭頭表示發(fā)射結加正向偏壓時，發(fā)射極電流的實際方向射極電流的實際方向 （集電結

2、反偏）（集電結反偏），即，即（發(fā)射結正偏）（發(fā)射結正偏）放大的條件放大的條件BECECBonBE0uuuUu 擴散運動形成發(fā)射極電流IE，復合運動形成基極電流IB，漂移運動形成集電極電流IC。外部條件發(fā)射區(qū)比基區(qū)重摻雜；基區(qū)很薄；集電區(qū)面積大內(nèi)部條件6.1.2 晶體管的電流分配與放大作用6.1.2 晶體管的電流分配與放大作用 （集電結反偏）（集電結反偏），即，即（發(fā)射結正偏）（發(fā)射結正偏）放大的條件放大的條件BECECBonBE0uuuUu 擴散運動形成發(fā)射極電流IE，復合運動形成基極電流IB，漂移運動形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運動因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)因基區(qū)薄且

3、多子濃度低，使擴散到基區(qū)的電子（非平衡少子）中的極少數(shù)與空穴復合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分擴散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴散7CCBB IiIi電流分配：電流分配：IEIBIC3個電極的電流關系個電極的電流關系IEICIB CBEB,(1)IIII交流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)大表示只要基極電流很小的變化，就可以控制產(chǎn)生集電極電流大的變化，即電流放大作用好。6.1.2 晶體管的電流分配與放大作用放大的條件：發(fā)射結正向偏置， 集電結反向偏置。NPN型：型：VCVBVEPNP型：型：VEVBVCPNP管管IE流進流進PNP管管IC流出流出PNP管管IB流出流出6.1.2 晶體管

4、的電流分配與放大作用CEBBE()Uif u 為什么為什么UCE增增大曲線右移？大曲線右移？ 對于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。為什么像為什么像PN結結的伏安特性？的伏安特性？為什么為什么UCE增大到一定值增大到一定值曲線右移就不明顯了？曲線右移就不明顯了？1. 輸入特性發(fā)射結電壓UBE硅管:0.6V0.7V,鍺管:0.2v0.3V相當于兩個相當于兩個并聯(lián)并聯(lián)PN結結更多的電子被集更多的電子被集電極收集，電極收集，iB減減小，同樣小，同樣uBE下，下，曲線右移曲線右移大部分電子大部分電子都被拉過去都被拉過去6.1.3 晶體管的共射特性曲

5、線對應于一個IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。 為什么uCE較小時iC隨uCE變化很大？為什么進入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)Bi Ci 常量常量 CEBCUii 大部分電子都被拉過去，iC不再增加2. 輸出特性常數(shù)常數(shù) B| )(CECIufi截止區(qū)：iB=0的曲線下方。iC=ICEO uBE小于死區(qū)電壓, 為了可靠截止，常使得發(fā)射結和集電結均反偏。 飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)放大區(qū)：iC平行于uCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。飽和區(qū)：iC明顯受uCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，uCEUCES (飽和壓降)。此時，發(fā)射結正偏，集電結正

6、偏。UCES硅管UCES0.3V,鍺管UCES0.1V輸出特性曲線的三個區(qū)域: 晶體管工作在放大狀態(tài)時，輸出回路的電流 iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流 iB，即可將輸出回路等效為電流 iB 控制的電流源iC 。狀態(tài)狀態(tài)uBEiCuCE截止截止UonICEOVCC放大放大 UoniB uBE飽和飽和 UoniB uBE晶體管的三個工作區(qū)域CBEVVVNPN型型PNP型型中間電位為BBB與B腳相差0.6V0.7V為E腳，是硅管； 相差0.2V0.3V為E腳，是鍺管EE剩下的為C腳CC硅管硅管鍺管鍺管NPNPNPEBCVVV【例6.1.3】 已知工作在放大區(qū)，今測得它們的管腳對地電位如下圖所示，試

7、判別三極管的三個管腳，說明是硅管還是鍺管？是NPN還是PNP型三極管？6.1.3 晶體管的共射特性曲線6.1.4 晶體管的主要參數(shù)A點對應的iC=6mA，iB=40ACB61500.04ii 1. 電流放大系數(shù) CCBB IiIi 估算時，可認為，故可以混用。 A3DG6的輸出特性值的求法：值的求法：在在A點附近找兩個點附近找兩個uCE相同的點相同的點C和和D13804. 05 . 5 BCii 所以所以對應于對應于C點，點，iC=8.8mA，B=60A；對應于對應于D點，點，iC=3.3mA，iB=20A，iC =8.8-3.3=5.5mA，iB=60-20=40A， 共射交流電流放大系數(shù)A

8、3DG6的輸出特性CD6.1.4 晶體管的主要參數(shù)2. 極間反向電流ICBO、 ICEOICEO=（1+ ）ICBO 由圖可見，ICEO不單純是一個PN結的反向電流所以，大的三極管的溫度穩(wěn)定性較差6.1.4 晶體管的主要參數(shù)c-e間擊穿電壓間擊穿電壓最大集電最大集電極電流極電流最大集電極耗散功率，最大集電極耗散功率，PCMiCuCE3. 極限參數(shù)極限參數(shù)：ICM、PCM、U（BR）CEO6.1.4 晶體管的主要參數(shù)安全工安全工作區(qū)作區(qū)例如，3DG4的PCM=300mW 根據(jù)iCuCE=300mW，可以計算出功率損耗線上的點：uCE=5V時iC=60mA； uC E=l0V時iC=30mA；uC

9、E=15V時，iC=20mA；uCE=20V時，iC=l5mA；uCE=30V時，iC=l0mA；uCE=40V時，iCE=7.5mA等等。 在輸出特性坐標上找出這些點，并將它們連成一條曲線即為最大功率損耗線，如圖所示。3DG4的安全工作區(qū)的安全工作區(qū)曲線的左下方均滿足此之此PCUBEQ時，CCBQbVIR UBEQ硅管:0.6V0.7V, 鍺管:0.2v0.3V已知：VCC12V，Rc3k Rb600k，100。 Q？列輸入回路方程首先，畫出直流通路BEBBBbuVi R 在輸入回路確定 IBQ，UBEQ輸入回路負輸入回路負載線載線QIBQUBEQbBBBBEBBBEB 0 0 RViuVu

10、i 時時，當當時時，當當2.用圖解法確定靜態(tài)值 CECCCcuVi R IBQQICQUCEQ直流負載線直流負載線列輸出回路方程（直流負載線）在輸出回路確定 ICQ，UCEQ斜率斜率-1/RcCCCEC , 0 Vui 時時當當CCCCCE , 0 RViu 時時當當2.用圖解法確定靜態(tài)值 減小Rc阻值Rc1/ Rc VCC/ Rc 負載線與曲線的交點右移。iC (mA)QuCE (V)MVCC(L)0iB = 60AiB = 50AiB = 40AiB = 30AiB = 20AiB = 10AQ1CCCVR電路參數(shù)對輸出特性上Q點的影響 Rb1/ Rb VBB/ Rb 靜態(tài)工作點上移（飽和

11、區(qū)）。uBE (V)iB (A)0QVBBMQ2VBB/ RbRb對Q點的影響Q3NRb 靜態(tài)工作點下移（截止區(qū)）。電路參數(shù)對輸出特性上Q點的影響1.微變等效電路法放大電路的微變等效電路，就是把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路，即把晶體管線性化，等效為一個線性元件。a. 晶體管的微變等效電路6.3.3動態(tài)分析（ Au、Ri、Ro）當輸入信號比較小時，二極管可以進一步用它的小信號電路模型代替，其微變電阻rbe在共發(fā)射極連接時，其一般電路模型可由圖(b)描述。輸入端是一個二極管，輸出端則是受控電流源iB1.微變等效電路法bebbebbEQ(1)(1)TUrrrrI 晶體管的微變晶

12、體管的微變等效電路等效電路a. 晶體管的微變等效電路beEQ26(mV)300(1)(mA)rI 當 0.1mA IEQ 5mA時與與Q點點有關有關IEQ為靜態(tài)時的發(fā)射極電流mAUT稱為熱電壓，常溫下取值26(mV)rbb稱為晶體管的基區(qū)體電阻，可查手冊得到，近似取值300交流通路交流通路微變等效電路微變等效電路（b）放大電路的微變等效電路根據(jù)根據(jù)則電壓增益為則電壓增益為（可作為公式）（可作為公式）ib beUI r cocLbcLbL(/ /)(/ /)UIRRIRRI R oLubeiURArU LcL/ /RRR 輸出電壓與輸入電輸出電壓與輸入電壓相位相反。壓相位相反。求電壓放大倍數(shù)（電

13、壓增益）Ri是放大電路的輸入電阻，也是信號源的負載電阻，也就是從放大電路輸入端看進去的交流等效電阻。如果Ri小，則：1.放大電路將從信號源取用較大電流，增加信號源的負擔；2.經(jīng)過信號源內(nèi)阻Rs 和Ri分壓，實際加到Ri上的電壓ui減小,從而減小了uo對上述電路通常希望Ri高一些iibbei/ /URRrI 求輸入電阻0b I0b I Ro = Rc 所以所以SLoo0oURURI 求等效輸出電阻時，用外加電源法：獨立電源置0，負載斷開放大電路對負載（或后級放大電路）來說，相當于一信號源，其內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻Ro。S0U 求輸出電阻ooLoLoURRRU v 當RoRL的條件，則輸出信號

14、電流 。當RL在較大范圍內(nèi)變化時，就可維持輸出信號電流 的恒定。oooo/IUR oI 放大器在不同負載條件下維持輸出信號電壓（或電流）恒定的能力稱為帶負載能力。輸出電阻Ro Ri為放大電路的輸入電阻放大電路對信號源(或前級放大電路)來說是一負載，可用一電阻Ri等效代替 源電壓放大倍數(shù)SousUUA SiioUUUU iouUUA SSiiiURRRU 定義SousUUA uSiiusARRRA beLbebLcio )(rRrIRRIUUAcu bebebirrRR uuARRRUUUUUUA isiiosisoscoRR 輸入電阻輸入電阻中不應含中不應含有有Rs!輸出電阻輸出電阻中不應含中

15、不應含有有RL!1.微變等效電路法解（1）求Q點，作直流通路（1）試求該電路的靜態(tài)工作點；（2）畫出簡化的小信號等效電路；（3）求該電路的電壓增益Au， 輸出電阻Ro、輸入電阻Ri。BECCBbCBCECCCc()0.7( 12)40uA300100(40)4mA12424VUVIRKI IUVI R 例如圖，已知BJT的=100，UBE=-0.7V。1.微變等效電路法200+（1+100）26/4=865歐歐（2） 畫出微變等效電路beEQ26(mV)200(1)(mA)rI （3） 求電壓增益求電壓增益bocLubibe(/ /)155.6IRRUAUI r （5） 求輸出電阻Ro = R

16、c = 2k 865/bebiiirRIUR（4） 求輸入電阻1.微變等效電路法小結等效電路法的步驟(歸納)1. 首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點 Q 。2. 求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路，參數(shù)rbe，已知。3. 畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵龇糯箅娐返慕涣魍罚缓髮⑷龢O管換成其微變等效電路即可。4. 列出電路方程并求解。符號為“”。符號為“”。反相，反相，與與給定給定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)( bBIBBBERiuVu Iu BBQBiII Ci CEu 斜率不變斜率不變斜率斜率-1/Rc2. 圖解法6.3.4.動態(tài)分析之失真分析動態(tài)范圍

17、截止失真(NPN輸出波形削頂)消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負載線。截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！減小Rb能消除截止失真嗎？可以。 RbIBQQ1非線性失真非線性失真飽和失真(NPN輸出波形削底) Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC飽和失真是輸出回路產(chǎn)生失真。這可不是這可不是好辦法！好辦法！ RbIBQQ RcUCEQQ右移右移Uom=? Q點在什么位置點在什么位置Uom最大？最大？交流負載線應過交流負載線應過Q點，且點，且斜率決定于（斜率決定于（RcRL）BLCQRI直流負載線和交流負載線cCCCCERiVu UR=UCEQ-UCES 對于小功率硅管，對于小功率硅管，UC

18、ES一一般取般取0.51V。2. 最大輸出電壓幅值受飽和失真限制受飽和失真限制 求求UR受截止失真限制受截止失真限制 求求UFCQFCQLL1/IUIRR/L1tanQMMFR omaxFRCQLCEQCESmin,min,UUUIRUU 1、輸出波形輸出波形頂頂部失真時：部失真時： 對對NPN管，是截止失真；對管，是截止失真；對PNP管，是飽和失真管，是飽和失真2、輸出波形、輸出波形底底部失真時：部失真時： 對對NPN管，是飽和失真；對管，是飽和失真；對PNP管，是截止失真管，是截止失真與是什么放大電路也有關，比如共射電路或共集電極電路。NPN，比如同是消底，共射電路是飽和失真，共集電極電路

19、就是截止失真。iC 、 uCE (uo )波形失真總結1. 能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性失真的關系；2. 方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3. 可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；4. 有利于對靜態(tài)工作點 Q 的檢測等。 缺點：不夠精確，過程較慢，人為因素很大。圖解法小結 所謂所謂Q點穩(wěn)定，是指點穩(wěn)定，是指ICQ和和UCEQ在溫度變化時基本不變，這是靠在溫度變化時基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。的變化得來的。 若溫度升高時要Q回到Q，則只有減小IBQ。T（ ）ICQQ上移上移 (進入飽和進入飽和)ICEO若若UBEQ不變不變IBQQ1. 溫度對靜態(tài)工作點的影響溫度對靜態(tài)工作點的影響

20、6.4.1、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路6.4 晶體管放大電路的三種接法直流通路？直流通路？Ce為旁路電容，在交流通路為旁路電容，在交流通路中可視為短路中可視為短路（1）電路組成）電路組成 加了加了Rb1和和Re，構成基極分，構成基極分壓式射極偏置電路壓式射極偏置電路2、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路 CCb21b1bBQVRRRV 為了穩(wěn)定為了穩(wěn)定Q點，通常點，通常I1 IBQ，即，即I1 I2；因此；因此基本不隨溫度變化基本不隨溫度變化若使若使VBQ UBEQ，則，則IEQ穩(wěn)定穩(wěn)定一般對硅管，取I1=(510)IBQ ，VBQ=(510)UBEQeRVRUVIIBQeBEQBQEQCQ T()I

21、CQ IEQ UEQ (IEQRe)UBEQ(UB基本不變基本不變) IBQ ICQ 這種電路穩(wěn)定工作點的過程：這種電路穩(wěn)定工作點的過程：（2）穩(wěn)定原理T()ICUE UBE（UB基本不變）基本不變） IB IC Re起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，Q點越穩(wěn)定。點越穩(wěn)定。關于反饋的一些概念： 將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。 直流通路中的反饋稱為直流反饋。 反饋的結果使輸出量的變化減小的稱為負反饋，反之稱為正反饋。Re有上、下限值嗎？有上、下限值嗎？IC通過通過Re轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為UE影響影響UBE溫度升高溫度升高IC增大，反

22、饋的結果使之減小增大，反饋的結果使之減小Re 的作用63（3 3） Q 點分析點分析b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRV eBEQBQEQCCb21b1bBQRUVIVRRRV )( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 1EQBQII分壓式電流負反饋工作點穩(wěn)定電路Rb上靜態(tài)電壓是否可忽略不計？eEQBEQbBQBBRIURIV ?)1(eb2b1RRR 判斷方法：beLio rRUUAu beb2b1irRRR coRR 如何提高電壓如何提高電壓放大能力？放大能力？（4）動態(tài)分析有旁路電容有旁路電容Ce時：時：coRR ee)1( )( beLebebLcbioR

23、rRRIrIRRIUUAu )1(ebeb2b1iRrRRR 利利?弊弊?eLbee)1(RRArRu ，則則若若 雖雖Re使使Au減小，但減小，但Au僅取決于電阻值，不受溫度影響，溫度穩(wěn)定性好僅取決于電阻值，不受溫度影響，溫度穩(wěn)定性好beLio rRUUAu 比較比較無旁路電容無旁路電容Ce時：時：（4）動態(tài)分析3. 穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法n 引入直流負反饋引入直流負反饋n 溫度補償：利用對溫度敏感溫度補償：利用對溫度敏感的元件，在溫度變化時直接的元件，在溫度變化時直接影響輸入回路。影響輸入回路。n 例如，例如，Rb1或或Rb2采用熱敏電阻采用熱敏電阻。 它們的溫度系數(shù)？它們的溫度系數(shù)？ BQ

24、b1CQBQBEQEQCQ )(VRIIUVIT 討論一圖示兩個電路中是否采用了措施來穩(wěn)定靜態(tài)工作點？圖示兩個電路中是否采用了措施來穩(wěn)定靜態(tài)工作點？若采用了措施，則是什么措施？若采用了措施，則是什么措施？SI1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析b極輸入，極輸入，e極輸出，極輸出，c為公共端為公共端6.4.2 共集電極放大電路CCBQbBEQEQeVIRUIR CCBEQBQbe(1)VUIRR CQEQBQIII CEQCCEQeCCCQeUVIRVIR BQEQ)1(II oibeLu(1)1rRAUU 若若時時，故故故稱之為故稱之為射極跟隨器射極跟隨器LLe/ /RRR bebbibeeLbeL(/ /

25、)(1)UI rIRRI rI R boLLubeLbbibeL(1)(1)(1)(1)I RRUArRUI rI R 2. 動態(tài)分析：電壓放大倍數(shù))1()/(LbLeeoRIRRIU Ri與負載有關！與負載有關！從基極看從基極看射射極電阻，被極電阻，被增大到（增大到（1+）倍）倍ibi/ /RRR iibeeLbeLb(1)(/ /)(1)URrRRrRI ibbeL/ /(1)RRrR 2. 動態(tài)分析：輸入電阻的分析bebSoe(/ /)/ /(1)rRRRR 令令Us為零，保留為零，保留Rs，在輸出端加，在輸出端加U，產(chǎn)生，產(chǎn)生I, 。2. 動態(tài)分析：輸出電阻的分析（“加壓求流法”）oR

26、U I Ro與信號源內(nèi)阻有關！與信號源內(nèi)阻有關！從射極看基極回路電阻，被減小到從射極看基極回路電阻，被減小到（1+）倍）倍oeo/ /RRR eRbebebSbebSe(1)(1)(/ /)(/ /)(1)IIIUURrRRUUrRRR bebSo(/ /)(1)rRRR 電壓增益小于電壓增益小于1但接近于但接近于1，uo與與ui同相同相 輸入電阻大，對電壓信號源衰減小輸入電阻大，對電壓信號源衰減小 輸出電阻小，帶負載能力強輸出電阻小，帶負載能力強共集電極電路特點：1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析直流通路與射極偏置電路相同直流通路與射極偏置電路相同CCb2b1b2BQVRRRV IICQBQ BQBEQC

27、QEQeVUIIR CEQCCCQcEQeCCCQce ()UVIRIRVIRR 6.4.3 共基極放大電路電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：電壓增益：電壓增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 微變等效電路微變等效電路 oLubeiURArU boLUI R bibeUI r 2.動態(tài)指標 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻coRR 微變等效電路微變等效電路 iei/ /RRR iibeieb1(1)rUURII beie/ /1rRR 2.動態(tài)指標、輸入電阻小、輸入電阻小、輸出電阻大，與共射電路的相同、輸出電阻大，與共射電路的相同、有電壓放大能力，且輸入輸出同相有電

28、壓放大能力，且輸入輸出同相、無電流放大作用：信號源為晶體管提供的電流為無電流放大作用：信號源為晶體管提供的電流為Ie，而輸出回路電，而輸出回路電流為流為Ic，Ic Ie 、頻帶寬！電流放大系數(shù)為、頻帶寬！電流放大系數(shù)為 ， 的截至頻率遠大于的截至頻率遠大于 的，故共基電路的，故共基電路的通頻帶在三種接法中最寬，適于作寬的通頻帶在三種接法中最寬，適于作寬頻帶放大電路頻帶放大電路輸入電阻小，輸出電阻大；輸入電阻小，輸出電阻大；只放大電壓，不放大電流！頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！頻帶寬！3. 基本共基放大電路的特點三種接法的比較：空載情況下接法接法 共射共射共集共集 共基共基Au大大小于小于1

29、大大Ai 大大1 大大,小于小于1 Ri中中大大小小Ro 大大小小大大頻帶頻帶窄窄中中(較寬較寬)寬寬用途用途多級放大電路多級放大電路中間級中間級輸入級、中間輸入級、中間級、輸出級級、輸出級高頻或?qū)掝l帶高頻或?qū)掝l帶電路電路接法接法共射共射共集共集共基共基輸入輸入bbe輸出輸出cec圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點有可能穩(wěn)定嗎？圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點有可能穩(wěn)定嗎？求解靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達式。求解靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達式。討論二：電流源的作用：電流源的作用：有源負載有源負載 恒流偏置恒流偏置IB

30、一定，一定，IC具有恒流特性具有恒流特性 ro為等效電流源為等效電流源的動態(tài)電阻的動態(tài)電阻ro=rce6.5.1 鏡像電流源電路鏡像電流源電路6.5 電流源電路6.5.1 鏡像電流源電路電阻比較多電阻比較多 用二極管代替用二極管代替Rb2用三極管代替二極管用三極管代替二極管6.5.1 鏡像電流源電路BE1BE2B1B2UUII，C1C2OIIIOR2II VT1 和和 VT2 特性完全相同。特性完全相同。在電流源電路中充分利用集成運放中晶體管性能的一致性。在電流源電路中充分利用集成運放中晶體管性能的一致性?；鶞孰娏骰鶞孰娏鱎CCBE()IVUR C1RC1BC1C12221IIIIIIRO,

31、2II 則則若若 VT1 和和 VT2 特性完全相同。特性完全相同。成特定比例關系成特定比例關系 6.5.2 比例式電流源電路BE1E11BE2E22UIRUIR CCBE1R1VUIRR RE1II C2E2OIII 只要只要 足夠大，足夠大， BE1BE2UU 1OR2RIIR 設計過程很簡單，首先確定設計過程很簡單，首先確定IR和和IO，然后選定，然后選定R和和R2。超越方程超越方程要求提供很小的靜態(tài)電流，又不能用大電阻。要求提供很小的靜態(tài)電流，又不能用大電阻。BE1BE2BEO2UUUI R BEO2UIR BEESeTUUII EBESlnTIUUI C1E1BE1BE2BETTE2

32、OlnlnIIUUUUUII TRO2OlnUIIRI CCBE1C1RVUIIR 6.5.3 微電流源電路 根據(jù)所需靜態(tài)電流，來根據(jù)所需靜態(tài)電流，來選取發(fā)射極電阻的數(shù)值。選取發(fā)射極電阻的數(shù)值。 根據(jù)所需靜態(tài)電流，來根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定集電結面積。確定集電結面積。多路電流源哪只管子為放大管？哪只管子為放大管？其集電結靜態(tài)電流約為多少？其集電結靜態(tài)電流約為多少？靜態(tài)時靜態(tài)時UIQ為多少？為多少？為什么要考慮為什么要考慮 rce?1ce1ce2Lbbe1 ()urrRARr 6.5.4 電流源作有源負載（1 1）甲類方式：）甲類方式：晶體管在信號的整個周期內(nèi)均處于導通狀態(tài)晶體管在信號的整個周期

33、內(nèi)均處于導通狀態(tài)（2 2）乙類方式：）乙類方式：晶體管僅在信號的半個周期處于導通狀態(tài)晶體管僅在信號的半個周期處于導通狀態(tài)（3 3）甲乙類方式：晶體管）甲乙類方式：晶體管在信號的多半個周期處于導通狀態(tài)在信號的多半個周期處于導通狀態(tài)（1 1）輸出功率盡可能大）輸出功率盡可能大: :即在電源電壓一定的情況下，最大即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大。不失真輸出電壓最大。（2 2）效率盡可能高）效率盡可能高: : 即電路損耗的直流功率盡可能小，靜態(tài)即電路損耗的直流功率盡可能小，靜態(tài)時功放管的集電極電流近似為時功放管的集電極電流近似為0。（3）減小失真）減小失真3. 晶體管的工作方式晶體管的

34、工作方式2. 對功率放大電路的要求 降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。四種工作狀態(tài)四種工作狀態(tài)乙類：乙類：導通角等于導通角等于180甲類：甲類：一個周期內(nèi)均導通一個周期內(nèi)均導通甲乙類：甲乙類：導通角大于導通角大于180丙類：丙類：導通角小于導通角小于180(a)甲類 (b) 乙類 (c) 甲乙類 (d) 丙類 6.6 功率放大電路1. 功率放大電路研究的問題功率放大電路研究的問題（1）性能指標）性能指標：輸出功率和效率。：輸出功率和效率。 若已知若已知Uom，則可得則可得Pom。2omomLUPR 最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。最大輸出功率與電源損耗的平

35、均功率之比為效率。 （2）分析方法）分析方法：因大信號作用，故應采用圖解法。：因大信號作用，故應采用圖解法。 （3）晶體管的選用）晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。 在功放中，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極在功放中，晶體管集電極或發(fā)射極電流的最大值接近最大集電極電流電流ICM，管壓降的最大值接近，管壓降的最大值接近c-e反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)CEO， 集電極消集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率PCM 。稱為工作在極限狀態(tài)。稱為工作在極限狀態(tài)。6.6 功率放大電路6.6.1 功率放大電路概述功

36、率放大電路概述6.6.2 互補對稱功率放大電路（OCL） 互補輸出級是直接耦合的功率放大電路?；パa輸出級是直接耦合的功率放大電路。 對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗??；負載電阻對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗??；負載電阻上無直流功耗；上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形式射極輸出形式靜態(tài)工作靜態(tài)工作電流小電流小輸入為零時輸出為零輸入為零時輸出為零 雙電源供電時雙電源供電時Uom的峰值接近電源的峰值接近電源電壓。電壓。 單電源供電單電源供電Uom的峰值接近二分之的峰值接近二分之一電源電壓。一電源電壓。符合要符合要求嗎？求嗎？1. 1. 輸出級的要求

37、輸出級的要求靜態(tài)時靜態(tài)時T1、T2均截止，均截止，UB= UE=0(1)(1)特征：特征：T1、T2特性理想對稱。特性理想對稱。(2)(2)靜態(tài)分析靜態(tài)分析T1的輸入特性的輸入特性理想化特性理想化特性2.基本電路ui正半周，電流通路為正半周，電流通路為 +VCCT1RL地，地， uo = ui 兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。雙向跟隨。ui負半周，電流通路為負半周，電流通路為 地地 RL T2 -VCC， uo = ui（3）動態(tài)分析消除失真的方法：消除失真的方法：設置合適的靜態(tài)工作點。設置合適的靜態(tài)工作點。信號在零附近兩信號在零附近兩只管子均

38、截止只管子均截止開啟開啟電壓電壓 靜態(tài)時靜態(tài)時T1、T2處于臨界導通狀態(tài)，有信處于臨界導通狀態(tài)，有信號時至少有一只導通；號時至少有一只導通； 偏置電路對動態(tài)性能影響要小。偏置電路對動態(tài)性能影響要小。3. 交越失真ib2b1D2D1B1B2uuuUUU動態(tài)：靜態(tài)：交流相當于短路交流相當于短路VT3為前級放大為前級放大管，設有合適的管，設有合適的靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點實用電路實用電路4. 消除交越失真的互補輸出級然后求出電源的平均功率，然后求出電源的平均功率，VC(AV)CCPIV效率效率omVPP 2omomLUPR 在已知在已知RL的情況下，先求出的情況下，先求出Uom，則則求解輸出功率和效率的

39、方法：求解輸出功率和效率的方法：5. OCL電路輸出功率和效率的分析計算2CESCComUVU L2CESCCom2)(RUVP 大功率管的大功率管的UCES常為常為23V。2om22oomoLLL122UUUpRRR 數(shù)值較大數(shù)值較大不可忽略不可忽略若忽略若忽略Uces2CComL2VPR (1) 輸出功率omCCCESVCC 4PVUPV CComVCCCL22VUPVIRomCCUV 2CCVmL2VPRomomC0LL11sind()2UUIttRR 若忽略若忽略Uces2omoomLCComVCCL224UPURVUPVR ommaxV78.5%4PP (2) 效率(3) 晶體管的極限參數(shù)CCCmaxCMLViIRCEmaxCCCEO(BR)2uVU OMTCCOM 0Lsin 1(sin )